생물환경조절학회지(구 시설원예ㆍ식물공장) Vol.31 No.3 (p.180-187)

완전제어형 식물공장에서 광량과 광질, 광주기가 들깨의 생장에 미치는 영향

Effects of Light Intensity, Light Quality and Photoperiod for Growth of Perilla in a Closed-type Plant Factory System
키워드 :
electric energy use efficiency,light emitting diode,light use efficiency,nutrient film technique,광이용효율,다이오드,박막수경,전기에너지이 용효율

목차

Abstract
서 론
재료 및 방법
   1. 실험 재료 및 환경 조건
   2. 광량 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
   3. 광질 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
   4. 광주기 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
   5. Flavonoid 정량 분석
   6. 생육조사 및 통계처리
결과 및 고찰
   1. 광량 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
   2. 광질 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
   3. 광주기 변화에 따른 들깨의 생육과 광이용효율 변화
적 요
Literature Cited

초록

식물공장에서 적합한 광을 선정하기 위해서는 양적인 측면 과 기능적 측면 뿐만 아니라 운영비를 고려하기 위하여 전기 에너지이용효율과 광이용효율을 동시에 고려해야 하는데 본 연구에서는 들깨를 위한 LED광원의 광량, 적색광과 청색광 의 혼합 비율과 광주기 조건별 생육 특성과 전기에너지이용효 율과 광이용효율을 함께 비교하였다. 광량 처리구는 60, 130, 230, 320μmol·m-2·s-1 조건으로, 광질 처리구는 적색광과 청 색광의 혼합 비율 8:2, 6:4, 4:6, 2:8 조건으로, 일장 처리구는 낮 기준 9, 12, 15, 18시간으로 처리하였다. 광량 실험에서는 광량이 높을수록 생육량이 늘어나는데 비해 소비전력당 건물 중의 광이용효율은 유의차가 없었다. 소비전력당 엽생체중을 추가로 비교해보면 320μmol·m-2·s-1 처리구에서만 유의적으 로 낮은 효율을 보였고 이외의 처리구에서는 유의차가 없었기 때문에 생산량이 가장 많은 230μmol·m-2·s-1가 가장 효율적 이었다. 광질 실험에서는 적색광과 청색광의 혼합 비율은 RB 8:2에서 생육량과 광이용효율이 동시에 높게 측정되었고 색 차와 flavonoids 함량에서는 유의차가 발생하지 않아 Red: Blue 비율 8:2가 가장 적합한 조건이었다. 광주기 실험에서는 광주기가 길어질수록 높은 생육량을 나타냈는데 일장 12시간 이상에서는 생육량의 유의차가 없었으므로 광소비 효율을 고 려한 12시간이 적합한 조건이었다. 이상의 결과를 바탕으로 식물공장에서 들깨 생육을 위한 LED 광 환경 조건으로는 광 도, 광질과 일장은 각각 230μmol·m-2·s-1 이상, 8:2와 12시간 이상이었다.
In order to select suitable light in a plant factory, electric energy use efficiency and light use efficiency should be considered simultaneously to consider operating costs as well as quantitative and functional aspects. The growth characteristics, electric energy use efficiency, light use efficiency by light intensity, LED ratio, and photoperiod conditions were compared together. Light intensity is 60, 130, 230, and 320 μmol·m-2·s-1 treatments, and light quality is the mixing ratio of red light and blue light 8:2, 6:4, 4:6, and 2:8 treatments. Photoperiod is 9, 12, 15, and 18 hours treatments based on the daytime. In the light intensity experiment, the growth rate increased as the light intensity increased, but there was no significant difference in the light use efficiency. When comparing the leaf fresh weight per power consumption, only the 320 μmol·m-2·s-1 treatment group showed significantly low efficiency, and there was no significant difference in the other treatments, so 230 μmol·m-2·s-1, which produced the most, was the most efficient. In the light quality experiment, the ratio of red light and blue light was measured to be high at the same time as the growth rate and light use efficiency in RB 8:2, and there was no significant difference in color difference and flavonoids content, so a Red:Blue ratio of 8:2 was the most suitable condition. In the photoperiod experiment, the longer the photoperiod, the higher the growth rate. However, there was no significant difference in the growth rate over 12 hours of daytime, so 12 hours considering the light consumption efficiency was a suitable condition. Based on the above results, LED light environmental conditions for perilla growth in plant factories were light intensity, light quality, and day length of 230 μmol·m-2·s-1 or more, 8:2, and 12 hours or more, respectively.